ABB Instrumentation. Protokollier- und Kommunikationsmöglichkeiten des Durchflussmessers AquaMaster. Applikationsbeschreibung

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1 Applikationsbeschreibung Protokollier- und Kommunikationsmöglichkeiten des Durchflussmessers AquaMaster Wasser & Abwasser Instrumentierungs-Lösungen Batteriebetriebene Durchfluss- und Druckmessung mit Protokollierfunktion Nullverbrauchsmessung von Rohrnetzbezirken mit großer Messspanne Vielfältige Kommunikationsmöglichkeiten Internetfähige Datenaufbereitung Externe Datenabfrage über GSM-Kommunikation ABB Instrumentation

2 1 Allgemeine Beschreibung und Problemstellung Die Prüfung von Wassernetzen auf Dichtheit und das Feststellen von Wasserverlusten stellt eine Grundaufgabe beim Betrieb von Rohrleitungsnetzen dar. Neben der kontinuierlichen Messung der Einspeisemengen in ein Netz erfolgt vielfach auch der Einsatz von Messgeräten zur Aufzeichnung der Durchfluss- und Druckwerte in temporärer Form. Dadurch ist es möglich, Leckagen zu erkennen und schneller auf Schadensfälle zu reagieren. Weiterhin ist es notwendig die Löschwasserversorgung aus einem Rohrnetz zu ermöglichen und sicherzustellen. Dies muss durch Prüfung von Hydranten entsprechend nachgewiesen werden. Die Durchflussmessgeräte für die Nullverbrauchsmessung müssen eine große Messspanne aufweisen, da neben den normalen Verbrauchswerten auch die kleinsten Abgabemengen in der Nacht zu erfassen sind. Zudem sollten die Geräte ohne externe Energieversorgung auskommen. Zur Aufzeichnung der Messwerte sind Protokolliermöglichkeiten vorzusehen, damit entsprechende Ganglinien und Durchflussverläufe erstellt werden können. Die Aufzeichnung der Druckwerte an der Messstelle ist in einigen Einsatzfällen ebenfalls eine geforderte Option. Weiterhin sollen die Geräte zusätzlich fernauslesbar sein, damit ein Ablesen oder Erfassen der Daten nicht zwingend einen Einsatz Vor-Ort erfordert. Da die Geräte häufig im Freien betrieben werden müssen sie entsprechend robust aufgebaut sein, um eine lange Lebensdauer zu ermöglichen. 2 Grundlagen Mit magnetisch-induktiven Durchflussmessern stehen grundsätzlich robuste und wartungsfreie Geräte zur Verfügung. Das auf dem Faradayschen Induktionsgesetz beruhende Messverfahren zeichnet sich durch einen freien Rohrquerschnitt ohne mechanisch bewegliche Bauteile aus. Zur Datenaufzeichnung wurden früher Linienschreiber mit Papier-Aufzeichnungsrolle eingesetzt. Sie werden heute zunehmend durch elektronische Bildschirmschreiber oder Datenlogger verdrängt. Diese elektronische Messwertverarbeitung bietet eine hohe Flexibilität der Auswertung und erlaubt auch einen Fernzugriff via GSM-Mobilfunknetz. Die so erfassten Daten stehen in der Regel in Tabellenform zur Verfügung oder können über Datenbanken an externe Systeme angebunden oder über das Internet dem Betreiber zur Verfügung gestellt werden. 3 Problemlösung Messung Mit dem Durchflussmesser-System AquaMaster bietet ABB eine Lösung der gestellten Forderungen an Messgeräte zur Überwachung von Durchflussmengen für die beschriebene Anwendung. Das System basiert auf dem magnetisch-induktiven Messprinzip und kommt ohne externe Energieversorgung aus. Die notwendige Versorgung der zyklisch arbeitenden Geräte erfolgt aus eingebauten Batterien bzw. einem externen Batteriepack. Damit kann ein Betrieb von typischerweise drei bis fünf Jahren ohne Wechsel der Batterien erreicht werden. Die Geräte-Schutzart IP 68 erlaubt dauerhaftes Überfluten und macht das robuste Gerät widerstandsfähig gegenüber den schwierigsten Einsatzbedingungen. Die Geräte sind sowohl in kompakter Bauform als auch mit externem Messumformer verfügbar. Der Nennweitenbereich von DN 15 bis DN 600 deckt umfangreiche Einsatzfälle ab. Mit dem optional verfügbaren Drucksensor ist auch die Messung von Druckwerten kein Problem. Das System AquaMaster verfügt über eine eingebaute Protokolliereinheit mit insgesamt drei Aufzeichnungskanälen. Die Durchfluss- und Druckwerte werden über 2 Kanäle mit einem einstellbaren Zyklus von Sekunden aufgezeichnet. Die Aufzeichnungskapazität beträgt dabei für den ersten Kanal drei Monate bei einem Zyklus von 15 Minuten. Der zweite Kanal kann bis zu sieben Tage speichern, wobei der Zyklus 1 Minute beträgt. Der dritte Kanal ist zur Zählerspeicherung für Vor-/Rücklauf oder Nettozähler vorgesehen und speichert jeweils die Tagessumme. 2

3 4 Problemlösung Kommunikation 4.1 Direkte Vor-Ort-Abfrage Mittels Verbindungskabel wird über die serielle Schnittstelle eines tragbaren Rechners der Anschluss zum AquaMaster hergestellt. Die benötigte Auswerte-Software ABB LOGMASTER ist im Lieferumfang enthalten Bild 4-1: Komponenten zur direkten Vor-Ort-Abfrage Diese Variante bietet sich an, wenn eine überschaubare Anzahl von Geräten temporär an verschiedenen Orten eingesetzt und die Daten nach Abschluss der Messkampagne ausgewertet werden. Mit der LOGMASTER-Software werden die Daten in CSV-Dateien gespeichert und stehen so zur Auswertung in gängigen Tabellen-Kalkulationsprogrammen zur Verfügung. 4.2 Einzelabfrage über GSM-Verbindung Für die GSM-Kommunikation ist der AquaMaster mit einer eingebauten oder abgesetzten Antenne mit 1 m Kabellänge verfügbar. Der tragbare Rechner muss ein Modem haben, welches den Aufbau der Mobilfunk-Verbindung ermöglicht. Die zugehörigen Mobilfunk-Karten sind kundenseitig bereitzustellen. Bild 4-2: Komponenten zur Einzelabfrage über GSM-Verbindung Diese Variante wird dann eingesetzt, wenn die Durchflussmesser über einen längeren Zeitraum an einem Messort eingesetzt werden oder nur mit erheblichem Aufwand Vor-Ort ausgelesen werden können. Das System AquaMaster verfügt über eine zyklische Messwerterfassung, so dass ein Kommunikationsfenster programmiert werden muss. Während dieser Zeit ist das Messsystem anrufbar und die Daten können ausgelesen werden. Auch hier stehen die Daten im CSV-Format zur Verfügung 3

4 4.3 Automatische SMS-Datenübertragung Die automatische SMS-Übertragung findet seine Anwendung wenn eine große Anzahl von Messgeräten im Trinkwassernetz vorhanden ist. Die Werte werden jeweils per SMS an einen zentralen Server übermittelt und stehen dort zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung. So ist die Anbindung an vorhandene ERP-Systeme ebenso möglich, wie die weitere Auswertung in kundeneigenen Datenbanken Bild 4-3: Komponenten zur SMS-Datenübertragung 1 SMS AquaMaster 4 Client Database 2 SMS Gateway 5 Client Application 3 SMS Logger Server Die Vorteile dieser Variante zeigen sich in der automatischen Übertragung der Messwerte. Sie stehen dem Anwender immer aktualisiert zur Verfügung. Das System AquaMaster wird für diese Anwendung mit einer Protokolliereinheit ausgestattet und die Antennenversion eingebaut oder abgesetzt ist wählbar. Zusätzlich werden zum Betrieb noch die SMS-Server-Software und die Mobilfunk-Karten benötigt. 4

5 4.4 SMS-Datenübertragung und Internetverfügbarkeit mit "AutoChart" Für eine größere Anzahl an Messgeräten im Netz bei gleichzeitig einfacher Auswertung und Datennutzung durch viele Anwender bietet sich die AutoChart Variante an. Per SMS erfolgt die automatische Übertragung der Daten an den Datendienstleister AutoChart. Hier werden die Gerätedaten aufbereitet und dem Kunden auf einer zugriffgesicherten Internetseite zur Verfügung gestellt. Dadurch besteht die Möglichkeit, von jedem Computer mit Internetzugang auf die Messwerte zuzugreifen. Neben den reinen Daten steht auch eine grafische Auswertung als Ganglinien-Darstellung zur Verfügung. Zusätzlich können Minimal- und Maximalwerte für den Durchfluss und den Druck, sowie die Summe der Verbräuche in einer großen Variantenvielfalt dargestellt werden. Der Datenexport in XLS- oder CSV-Dateien ist ebenfalls möglich Bild 4-4: Komponenten zur SMS-Datenübertragung mit Internetverfügbarkeit über AutoChart 1 SMS AquaMaster 3 Data Router 2 SMS Gateway und Software 4 SQL Database + WWW In Abhängigkeit von der Anzahl der eingesetzten Zähler ist eine monatliche Lizenzgebühr für den Datenservice aufzuwenden. Die benötigten Mobilfunk-Karten in den Messsystemen sind kundenseitig beizustellen. Die Mobilfunk-Karte auf der Empfängerseite ist durch die Lizenzgebühr kostenmäßig abgedeckt. 5

6 5 Nutzenbetrachtung Das System AquaMaster bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten zur Datenaufzeichnung und -auswertung. Damit kann je nach Erfordernis das passende System zugeschnitten werden und somit der größtmögliche Nutzen für den Anwender erzielt werden. Die eingebauten Batterien machen das System unabhängig vom Einsatzort ohne aufwändige externe Energieversorgungen vorhalten zu müssen. Die robuste Bauweise erlaubt auch den Einsatz unter widrigsten Verhältnissen und bietet ein hohes Maß an Betriebssicherheit bei gleichzeitig hoher Messgenauigkeit. Neben den dargestellten Möglichkeiten der eingebauten Protokolliereinheit, bietet das System AquaMaster eine große Anzahl an Varianten in Zusammenhang mit externen Datenloggern zur Aufzeichnung weiterer Messgrößen bei gleichzeitiger Übernahme zusätzlicher Aufgaben wie Zugangskontrollen oder einfacher Schaltfunktionen. Auch für die Erfassung von Messwerten und Daten innerhalb eines Netzes, bestehend aus verschiedenen Systemen und Anlagenteilen, bietet ABB mit dem System PGIM Aqua eine passende Lösung an. ABB steht bei der Auswahl des richtigen Systems für die geforderte Anwendung mit der entsprechenden Kompetenz zur Verfügung. 6 Merkmale der verwendeten Komponenten Instrumentierung Magnetisch-induktiver Durchflussmesser AquaMaster Batteriebetrieb eingebaute Batterien: max. Lebensdauer 3 Jahre externer Batterie-Pack: max. Lebensdauer 5 Jahre Hochgenaue Durchflussmessung Gehäuse-Schutzart für Messumformer: IP68 Robuste Gehäuseausführung Protokolliereinheit mit GSM-Option 6

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